книги из ГПНТБ / Эстеров, Я. Х. Буровзрывные работы на транспортном строительстве учебник

Патроны ВВ следует вводить в шпуры по одному, убеждаясь каж­ дый .раз в плотном прилегании их к ранее посланным. При наличии воды в забое и быстром заполнении ею шпура должны быть приняты меры, предупреждающие всплывание патронов. В таких случаях заряд рекомендуется заранее монтировать на тонких деревянных план­ ках (дранке) с введением в боевики электродетонаторов. Смонтиро­ ванные таким образом заряды вводят в шпур одновременно с неболь­ шим пыжом из забоечного материала, придавливают его забойником, заклинивая их для предотвращения всплывания.

Провода электродетонаторов должны иметь прочную и водоне­ проницаемую изоляцию, все соединения проводов должны быть под­ няты выше уровня воды. Применение забойки —обязательное требо­ вание, обеспечивающее высокую эффективность взрыва. В случае большого притока в забой воды ее можно использовать как забойку, если толщина слоя ее к моменту взрывания будет не менее 60—80 см.

При электровзрывании зарядов на проходке стволов шахт слрдует соблюдать особую осторожность и исключить воздействие блуждающих токов и токов утечки из силовых и осветительных сетей.

При проходке восстающих с применением проходческого комплек­ са КПВ-1 последний должен быть оборудован автоматическим эк­ сцентриковым ловителем, ручным эксцентриковым тормозом и предо­ хранительной цепью для подвески полка к монорельсу во время буре­ ния шпуров. При работе с проходческим комплексом необходимо вы­ полнять следующие требования: к работе на нем допускают только лиц, прошедших специальное обучение и сдавших экзамен на право работы на КПВ-1; при подъеме полка после взрыва следует тщательно осматривать крепление секций монорельса; после подъема произвести

Перед спуском вниз после сборки забоя или окончания бурения, а также перед подъемом после взрыва полок необходимо промыть водой и обдуть сжатым воздухом. Запрещается работа комплекса при недо­ статочном (менее 60 мин) проветривании, а также при отсутствии или неисправности газоопределителя.

Во избежание случайных взрывов отказавших зарядов шпуры каж­ дого последующего комплекта бурят со смещением их на 30° в плане забоя ствола.

§ 48. БУРОВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ ПРИ ПРОХОДКЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК

Общие сведения

Основное условие безопасности проходки горизонтальных выра­ боток — поддержание их устойчивости, точное выполнение проекта временного крепления и сохранение крепи в целости при ведении взрывных работ. Взрывные работы можно вести только при наличии

тщательно выполненной временной крепи, соответствующей данным геологическим условиям. Неизбежное при производстве работ отстава­ ние возведения временной крепи от забоя не должно превышать величины одной заходки, определенной проектом с учетом геологиче­ ских условий.

Удельные расходы шпуров и ВВ, отнесенные к 1 м3 породы, уста­ новленные СНиП IV-13 для проходки горизонтальных и наклонных выработок, приведены в табл. 29.

Удельный расход ВВ, кг/м?

П р и м е ч а н и е . Для забоев с двумя свободными поверхностями расчетный удельный расход, принятый по таблице, следует умножать на понижающий коэффициент 0 ,6 , а для забоев с тремя обнаженными поверхностями—на 0,4.

Сменный инженер, тоннельный мастер или старший взрывник долж­ ны строго следить за правильностью обуривания забоя в соответст­ вии с утвержденным паспортом. Особое внимание следует уделять врубовым шпурам, так как от их взрыва зависит эффективность взрыва всего комплекта шпуров.

Вблизи от забоя, где ведутся взрывные работы, следует разместить выполненную несмываемой краской на фанере или металле схему рас­ положения шпуров с указанием основных показателей, ожидаемых от взрыва.

В случае изменения угла падения пластов или неблагоприятного пересечения естественных плоскостей отдельностей пород начальник смены для обеспечения наилучшего эффекта взрыва может вносить

впаспорт некоторые коррективы (менять схему расположения врубовых

иотбойных шпуров, увеличивать или уменьшать их число на 25%). Отступления в величине зарядов от паспортных значений для этих шпу­ ров не должны превышать +15% , Контурные шпуры как по располо­ жению, так и по величине их зарядов во всех случаях должны пол­

ностью соответствовать паспорту.

- Группу шпуров, которые взрываются с некоторым опережением и образуют вторую дополнительную обнаженную поверхность, назы-

293

вают врубовыми. Число врубовых шпуров определяют в зависимости от сечения подземной выработки, крепости породы и типа вруба. За­ ряды врубовых шпуров взрывают одновременно (мгновенно) или последовательнЬ с миллисекундными интервалами.

На практике применяют различные системы и типы врубов, соот­ ветствующих конкретным горным и геологическим условиям, различ­ ным типам выработок и площади их поперечного сечения.

По принципу действия врубы можно разделить на две группы: к первой относят отрывающие врубы —клиновые, пирамидальные и их комбинации; ко второй —разрушающие врубы — прямые, призмати­ ческие и спиральные.

Проходку горизонтальных выработок в монолитных породах и в породах с крутым залеганием слоев при коэффициенте крепости / =

294

Число врубовых шпуров устанавливают в зависимости от геоло­ гических условий: свойств, структуры, крепости породы, и принимают в пределах от 2 до 8 шт. Основные параметры рациональных клиновых врубов приведены в табл. 30.

При проходке выработок в породах с коэффициентом крепости / = = 10 16 рекомендуется применять вертикальный клиновой вруб с вспомогательными шпурами (рис. 186, б). Число врубовых шпуров в таких случаях устанавливают в пределах от 3 до 8 шт., проверяя эффективность их пробными взрывами.

В породах с коэффициентом крепости / ^ 14 -4- 20 применяют двой­ ной вертикальный клиновой вруб (рис. 186, в). Число шпуров в подоб­ ном врубе принимают обычно в пределах от 6 до 10 шт.

Одной из разновидностей усиленного клинового вруба является пересекающийся вруб (рис. 186, г), который состоит из нескольких пар пересекающихся шпуров, пробуренных с интервалами по верти­ кали в 15—20 см с наклоном 3 : 1, и вспомогательных, располагаемых по три сверху и снизу. Все шпуры такого вруба следует взрывать одновременно (мгновенно).

Скоростная проходка выработки обеспечиваются при бурении шпу­ ров на большую глубину (3 м и более), при этом эффективно исполь­ зование так называемого «лестничного» бурения шпуров с примене­ нием плужного вруба (рис. 186, д). Бурение всех шпуров одного ряда, расположенных по одну сторону от вертикальной линии, выполняют с одного положения лестничного приспособления без его перестановки.

Горизонтальные выработки в крепких породах (/ > 10) с .горизон­ тальным и пологим залеганием слоев проходят с применением гори­ зонтального клинового вруба (рис. 186, е) из четырех—шести шпуров, а в выработках шириной более 6 м — из большего числа шпуров.

При проходке горизонтальных выработок в сложных геологических условиях, когда врубы описанных типов не дают требуемых резуль­ татов, а также при проходке вертикальных, и наклонных выработок в породах любой крепости и трещиноватости, рекомендуется централь­ ный п и р а м и д а л ь н ы й в р у б (рис. 186, ж). Такие врубы могут быть одинарными, состоящими из трех — восьми шпуров, и двой­ ными — из шести — восьми шпуров и более.

295

При проходке выработок в слабых породах (/ = 1 -Ь 4), рассла­ ивающихся, но с устойчивой кровлей и падением пластов от забоя, рационально применять в е р х н и й (рис. 186, з), а с падением пла­ стов к забою — н и ж н и й . ’ г о р и з о н т а л ь н ы й в р у б

(рис. 186, и).

В зависимости от ширины выработай определяют число врубовых шпуров, но во всяком случае принимают не менее трех шпуров.

Если проходку ведут в породах, ослабленных наличием глинистых

.пропластков, или в породах, имеющих сильную трещиноватость, ре­ комендуется применять б о к о в о й в р у б (рис. 186, к). Наимень­ шее число шпуров во врубе такого типа также определяют в зависи­ мости от ширины выработки (наименьшее число шпуров — три).

Следует особо рекомендовать применение в породах самой различ­

Лучший эффект достигается при применении незаряжаемой скважины большого диаметра (100—250 мм).-

Главное преимущество прямых врубов проявляется при проходке выработок с применением глубоких шпуров, а также выработок малого сечения, так как эффективность таких врубов практически не зависит от величины заходки и степени зажима породы. Конструкция и детали врубов разрушающего действия приведены на рис. 188.

Прямые врубы обеспечивают подвигание забоя за один взрыв на 5 м и более, причем коэффициент использования шпуров (КИШ) дохо­ дит до 0,93—1. При применении таких врубов величину заходки сле­ дует устанавливать с'учетом заданной продолжительности цикла, исхо­ дя из технических возможностей применяемого бурового оборудования.

Особенно хорошие результаты достигаются при врубах с незаря­ жаемой скважиной (рис. 188, а, б), которая является разведочной,

а — с центральным незаряжаемым и тремя заряжаемыми шпурами; б — из трех незаряжаемых и четырех заряжаемых шпуров; в — с центральной незаряжаемой скважиной и четырь­

296

уточняющей геологические условия проходки, и одновременно играет роль второй обнаженной поверхности.

Прямые врубы значительно упрощают процесс обуривания забоя, так как в таких врубах все шпуры (вспомогательные и отбойные), за исключением контурных, бурят параллельно врубовым шпурам. Применение прямых врубок обеспечивает наименьший разброс взорван­ ной породы и устраняет возможность повреждения механизмов, ко­ торые не могут быть отведены на безопасное расстояние, что имеет осо­ бенно большое значение при щитовой проходке и при работе с эрек­ тором.

Расчет расположения и величин зарядов при различных методах проходки тоннелей

При проходке горизонтальных выработок число шпуров пъ при­ ходящихся на 1 м2 сечения выработки для забоя с одной обнаженной поверхностью, можно определить приближенно по формуле проф. М. М. Протодьяконова, имеющий вид

Приближенно общее число шпуров можно определять также по формуле проф. Н. М. Покровского

Общее число шпуров при методе контурного взрывания определяют по формуле

таблицам удельных расходов ВВ, кг/м3; 5 — площадь поперечного сечения выработки, м2; d — диаметр заряда в шпуре, мм;

а — коэффициент заполнения шпура ВВ, принимаемый в пределах 0,55—0,75 (большее значение берут для более крепких пород);

А — плотность ВВ в заряде, г/см3; /(д — коэффициент, учитывающий увеличение плотности порош­

кообразных и пластичных ВВ в процессе заряжения (/Сд =

=1,05 — 1,15);

Р— периметр выработки, м;

а— расстояние между контурными шпурами, м;

—площадь поперечного сечения выработки, разрушаемая взрывом врубовых и отбойных шпуров, которую определяют по схеме (рис. 189).

298

Расчет по формуле проф. Н. М. Покров­ ского дает несколько завышенные резуль­ таты, так как эта формула неточно отра­ жает влияние диаметра шпуров.

Это учитывает предложенная Ш. И. Ибраевым формула, которая дает хорошую сходимость с практическими данными:

N = 41S^ 1-~ аУ 8 , ' (ПО) bd

, Расчет числа шпуров при методе контурного («гладкого») взрывания выполняют в следующем порядке:

1) задаваясь предварительно величиной ак (расстоянием между ко турными шпурами, принимаемым в пределах 0,25 — 0,6 м), определяют число их NKпо формуле

где Р — периметр выработки, по которому равномерно распределяют контурные шпуры, м;

299

2) определяют длину в м линии наименьшего сопротивления WK контурных шпуров по формуле

1,0 для крепких пород и 1,1—1,3 для слабых трещиноватых пород;

3) определяют площадь забоя SKв м2, взрываемую контурными шпу­

4)число врубовых шпуров NBр и площадь забоя SBp, взрываемую ими, определяют по схеме, соответствующей принятому врубу;

5)число отбойных и вспомогательных шпуров определяют по фор­

«Гладкое» взрывание требует увеличения числа шпуров примерно вдвое по сравнению с обычным методом взрывания. Однако преиму­ щества этого метода (сокращение переборов породы за пределами про­ ектного контура, повышение устойчивости выработки, снижение рас­ хода бетона на заполнение-переборов и др.) экономически оправдывают увеличение затрат на бурение шпуров.

Расчетный удельный расход ВВ в кг/м3 определяют по формуле канд. техн. наук Ш. И. Ибраева

тде величины /, а, b и 5 имеют такие же значения, как и в формуле (110). ' Расчетный удельный расход ВВ может быть определен по формуле проф. М. М. Протодьяконова, уточненной инж. В. И. Богомоловым:

где Ь — коэффициент, учитывающий мощность и плотность ВВ (для аммонитов № 6ЖВ й 7ЖВ — 0,69; для динафталита—0,65; для динамита 62-процентного — 0,8).

300

Общий расход ВВ оп­ ределяют по так называе­ мой объемной формуле

Q = q0V = q0Sl, (120)

(КИШ) т], т. е. отношением величины отрыва (разность глубины шпу­ ра / и «стакана» — невзорвавшейся части его /0) к глубине шпура:

Рациональными считают взрывы с коэффициентом г] не менее 0,8—0,9. При строительстве тоннелей большого сечения двумя уступами породу в верхней подсводовой части разрабатывают методом «глад­ кого» взрывания, а в нижней части — с применением предваритель­ ного откола (предварительное щелеобразование). Для этого по внеш­ нему контуру будущих стен тоннеля бурят два ряда сближенных сква­ жин диаметром 54—105 мм на всю высоту нижнего уступа. Глубину скважин определяют с некоторым перебуром, чтобы предупредить воз­ можность образования порогов неразрушенной породы между ними* Эти скважины, заряженные рассредоточенными зарядами в патро­ нах малого диаметра, смонтированными на отрезках детонирующегб Шнура в виде гирлянд, взрывают одновременно участками длиной 10-— 30 м (рис. 190). Под действием взрыва ряда скважин в породном массиве

301